室温下 PdSe?邻近诱导石墨烯面内各向异性自旋动力学：开启范德华异质结构自旋物理新认知与拓扑相设计新征程

为解决范德华异质结构中石墨烯面内自旋寿命各向同性的问题，研究人员开展了关于 PdSe?邻近诱导石墨烯自旋动力学的研究。发现五角形 PdSe?可诱导石墨烯各向异性、门电压可调的自旋 - 轨道耦合（SOC），室温下自旋寿命可调控 10 倍，这有助于理解自旋物理并推动拓扑相设计。

　　范德华异质结构（van der Waals heterostructures）为通过邻近效应（proximity effects）调控电学、磁学、光学和自旋输运特性提供了一个通用平台。六方过渡金属二硫属化物（hexagonal transition metal dichalcogenides）会在石墨烯中诱导谷塞曼自旋 - 轨道耦合（valley Zeeman spin–orbit coupling），使得面内与面外自旋取向之间产生自旋寿命各向异性。然而，由于固有异质结构的三重对称性，面内自旋寿命仍然是各向同性的。在这里，研究发现具有独特面内各向异性的五角形 PdSe?，能在石墨烯中诱导出各向异性且可通过门电压调节的自旋 - 轨道耦合（SOC）。这使得在室温下，自旋寿命可依据面内自旋取向实现 10 倍的调制。此外，自旋寿命沿三个空间方向的方向依赖性，揭示了一个持续存在的面内自旋纹理（spin texture）分量，该分量主导着自旋动力学。这些发现推动了人们对范德华异质结构中自旋物理的理解，为在强自旋 - 轨道耦合（SOC）体系中设计基于石墨烯的异质结构拓扑相铺平了道路。